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第二节 RNA 的生物合成

第二节 RNA 的生物合成. 1. 转录的反应. n 1 d ATP. n 2 d CTP. RNA 聚合酶. RNA. + （ n 1 +n 2 +n 3 +n 4 ) PPi. n 3 d GTP. DNA 模板. n 4 d UTP. 定义：从 DNA 区段(基因)中的一条链为模板，在 RNA 聚合酶的催化下，以四种核苷酸为原料，按照 A-U，G-C 配对原则合成 RNA. 2. 转录的方式. 特点： 不对称转录-- 我们将用作 RNA 合成的模板的链叫做 反义链 ；另一条不做模板的链叫 有义链 。 RNA 为全保留 转录

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第二节 RNA 的生物合成

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Presentation Transcript

  1. 第二节 RNA的生物合成

  2. 1. 转录的反应 n1d ATP n2d CTP RNA聚合酶 RNA +（n1+n2+n3+n4)PPi n3d GTP DNA模板 n4d UTP 定义：从DNA区段(基因)中的一条链为模板，在RNA聚合酶的催化下，以四种核苷酸为原料，按照A-U，G-C配对原则合成RNA

  3. 2. 转录的方式 • 特点： • 不对称转录--我们将用作RNA合成的模板的链叫做反义链；另一条不做模板的链叫有义链。RNA为全保留转录 • 转录开始不需要引物，链的延长方向也是 5′→ 3′ • RNA聚合酶对利福平敏感

  4. 2. 转录的方式

  5. 2. 转录的方式 对于整个DNA双链，每条链上有的区段用作有义链，有的区段用作反义链。

  6. ——RNA聚合酶 3. 原核生物参与转录的酶 亚基组成：a2bb'ws = a2bb'w + s 全酶 核心酶 a亚基—— 解开前方的DNA双螺旋、恢复后面的DNA双螺旋 b亚基—— 催化磷酸二酯键的形成 b'亚基—— 与DNA的非模板链结合

  7. ——RNA聚合酶 3. 原核生物参与转录的酶 亚基组成：a2bb'ws = a2bb'w + s 全酶 核心酶 s亚基：识别DNA上转录的起始部位，从而引导全酶结合上去 核心酶：解开前方的DNA双螺旋、RNA链的延伸、恢复后面的DNA双螺旋 此外，每个RNA聚合酶还含有2个Zn离子。

  8. (1) 转录的启动 4. 转录的过程 DNA上存在着转录的起始信号，它是特殊的核苷酸序列，称为启动子。转录是由RNA聚合酶全酶结合于启动子而被启动的。

  9. (1) 转录的启动 4. 转录的过程 聚合酶全酶上的s因子能识别启动子，并识别有义链，从而使全酶定位到启动子部位。

  10. (2) 转录的起始 4. 转录的过程 由全酶在启动子附近将DNA局部解链，约解开17个碱基对。（酶与启动子结合的部位是AT富集区，有利于解链） 第一个核苷三磷酸(常常是GTP或ATP)结合到全酶上，形成“启动子-全酶-核苷三磷酸”三元起始复合物。 第二个核苷酸参入，连结到第一个核苷酸的3'羟基上，形成了第一个磷酸二酯键。 s因子从全酶上掉下，又去结合其它的核心酶。

  11. (3) 链的延伸 4. 转录的过程 当s因子从核心酶上脱落后，核心酶与DNA链的结合变得疏松(依靠其蛋白质的碱性与酸性核酸之间的非特异性的静电引力)，可以在模板链上滑动，方向为DNA模板链的 3′→ 5′，同时将核苷酸逐个加到RNA链的3'-OH端，使RNA链以 5′→ 3′方向延伸。

  12. (3) 链的延伸 4. 转录的过程 DNA上的解螺旋区：在RNA链延伸的同时，RNA聚合酶继续解开它前方的DNA双螺旋，暴露出新的模板链，而后面被解开的两条DNA单链又重新形成双螺旋，DNA上的解螺旋区保持约17个碱基对的长度。

  13. (3) 链的延伸 4. 转录的过程 RNA-DNA杂交区：刚合成出来的RNA链与解开的DNA模板链之间可形成一小段RNA-DNA杂交区。随着核心酶的移动，RNA链不断地延伸，杂交区也往前延伸，但后面的杂交区随着DNA双螺旋的回复，RNA链逐渐被置换出来，因此，杂交区也保持着固定一小段。

  14. (4) 转录的终止 4. 转录的过程 DNA分子上有终止转录的特殊信号，也是特定的核苷酸序列，称为终止子。 • 核心酶能识别终止子，停止转录。 • 这一过程有时需要一种蛋白质 ——因子的帮助（当终止信号较弱时）；有时不需要（当终止信号较强时）。 • 核心酶释放出RNA，自己也离开DNA。 • DNA上的解链区重新形成双螺旋。

  15. (4) 转录的终止 4. 转录的过程

  16. 一、mRNA加工 a 帽子结构 5. 转录后加工

  17. 5. 转录后加工 b 帽子结构功能 有利于核糖体对mRNA的识别，Cap0是必需的，而Cap1和Cap2并非需要的； 增加mRNA的稳定性，避免核酸酶的作用。

  18. 5. 转录后加工 c Poly A 尾巴 是mRNA的一个特怔，A的数量为200 b Poly A 尾巴不是由DNA编码，而是mRNA合成后由一个300-KDa, RNA末端腺苷酸转移酶(RNA terminal ribodenylate transferase)催化下加上去，但不是在mRNA 3末端直接加上去。

  19. 5. 转录后加工 二、rRNA 原核生物 E.coli, 已知有三种rRNA: 5S, 16S, 23S, 120 b, 1541 b, 2904 b E.coli有7个这样的操纵子。

  20. 5. 转录后加工 二、rRNA 真核生物 E.coli, 已知有三种rRNA: 18S、5.8S、28S及5S rRNA

  21. 5. 总 结 复制与转录比较

  22. The end

  23. 六、名词解释 • 中心法则：描述从一个基因到相应蛋白质的信息流的途径。遗传信息贮存在DNA中，DNA被复制传给子代细胞，信息被拷贝或由DNA转录成RNA，然后RNA翻译成多肽链。由于逆转录酶的发现，也可以以RNA为模板合成DNA。 • 转录(transcription)：在由RNA聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下，从双链DNA分子中拷贝生物信息生成一条RNA链的过程。

  24. 六、名词解释 3. 模板链(template strand)或反义链：可作为模板转录为RNA的那条链，该链与转录的RNA碱基互补(A-U，G-C)。在转录过程中，RNA聚合酶与模板链结合，并沿着模板链的3’5’方向移动，按照5’3’方向催化RNA的合成。 4．编码链(codingstrand)或有义链：双链DNA中，不能进行转录的那条DNA链，该链的核苷酸序列与转录生成的RNA的序列一致(在RNA中是以U取代了DNA中的T)。

  25. 六、名词解释 5. 核心酶(core-enzyme)：大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5个亚基组成(a2)，没有亚基的酶叫核心酶。核心酶只能使已开始合成的RNA链延长，但不具有起始合成RNA的能力，必须加入亚基才表现出全部聚合酶的活性。 6. RNA聚合酶(RNApolymerase)：以一条DNA链或RNA为模板催化由核苷-5-三磷酸合成RNA的酶。

  26. 六、名词解释 7. 启动子(promoter)：在DNA分子中，RNA聚合酶能够结合并导致转录起始的序列。 8.内含子(intron)：在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列。内含子也指编码相应RNA内含子的DNA中的区域。 9．外显子(extron)：既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。外显子也指编码相应RNA外显子的DNA中的区域。

  27. 六、名词解释 10. RNA加工过程(RNA processing)：将一个RNA原初转录产物转换成成熟RNA分子的反应过程。加工包括从原初转录产物中删除一些核苷酸，添加一些基因没有编码的核苷酸和对某些碱基进行共价修饰。 11. RNA剪接(RNA splicing)；从DNA模板链转录出的最初转录产物中除去内含子，并将外显子连接起来形成一个连续的RNA分子的过程。

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